利用MATLAB仿真分析二自由度跟随伺服系统.PDFVIP

利用MATLAB仿真分析二自由度跟随伺服系统 施文济 利用MATLAB仿真分析二自由度跟随伺服系统 SimulatedAnalyzing2DegreeofFreedomFollow一upServoSystembyusingMATLAB 施丈济 (浙江水利水电专科学校，杭州 310016) 摘 要 利用MATLAB提供的强大计算功能和丰富的数据处理及绘图工具，对二自由度跟随伺服系统在不同的工作条件下(如不同 的增益、转动惯量、阻尼特性等)进行系统的动、静态特性仿真分析，从而使系统的优化设计变得方便、简洁。 关键词 仿真分析 二自由度 跟随伺服系统 Abstract场adoptingpowerfulcalculationfunctionsandrichdataprocess吨andgraphicbuildingtoolsprovided师MATLAB,simulationanalysisof dynamicandstaticcharacteristicsof2degreeoffreedomsystemisachievedunderdifferentoperationconditions(differentgain,rotaryinertia,damp吨 characteristic,etc.).Thustheoptimaldesignofsvstembecomesconvenientandsimple. Simulationanalysis2degreeoffreedom Follow一upservosystem 要由感光检测装置、伺服放大器、直流伺服电动机等部 0 引言 分组成，其结构示意如图I所示。 二自由度跟随伺服系统是一种使控制对象在两个 感光检测元件分成仰俯(X)和左右(Y)方向两组。 坐标平面内自由转动并及时、正确地对准目标的伺服 它们分别安装在太阳能电池帆板左右边的中间部分 系统。 (A,,凡)及上下边的中间部分(B,,玩)。主要用来检测 由于其适用的范围较广，其控制对象在转动惯量 光线是否垂直射向太阳能电池帆板。当光线满足垂直 的大小上差异很大，同时不同用途对控制系统的反映 人射条件时，左右方向(Y)的At,A2感光检测元件及仰 速度及动、静态特性等要求均有所不同，因此在优化设 俯方向(X)的B,,玛感光检测元件受到的光辐射强度 计时计算十分烦琐。MAILAB具有模块化的计算方 大致相同，因此感光检测装置产生的偏差电压: 法、可视化人机交互功能，因此只要系统的数学模型确 buy=UAl一UA2二0 定后，就可通过它的强大计算功能和丰富的数据处理 Aux二uet一 B“2二0 及绘图工具将系统在不同条件下的根轨迹图、伯德图、 因此伺服系统的电动机不转动，即表示太阳能电池帆 动态响应特性等显示、绘制出来。使设计人员一目了 板不需要调整位置。这时接受最佳光线的照射。 然，极大地缩短了设计时间。本文以太阳能二自由度 若光线偏移后，两组感光检测传感器接受的光辐 跟随伺服系统为例，简单介绍利用MATLAB仿真分析 射强度不一致，这时A,,凡和Bt,残两组感光传感器， 的过程。 分别产生的偏差信号: 乙uy=UAl一un2#:}0 1太阳能二自由度跟随伺服系统 }A1Lx=UBt一uB200 整个系统在X(仰俯方向)、Y(左右方向)两个自 它们再分别控制伺服电动机SM,,SM2转动，使帆板调 由度活动，每个自由度的控制是互相独立的